高压输电线路覆冰研究

2015-08-15郑云龙广东电网有限责任公司清远供电局广东清远511500

中国新技术新产品 2015年21期

郑云龙（广东电网有限责任公司清远供电局，广东清远 511500）

高压输电线路覆冰研究

郑云龙
（广东电网有限责任公司清远供电局，广东清远 511500）

摘要：高压输电线路覆冰是一种很严重的自然灾害，可能引起输电线路导线脱冰跳跃舞动、短路跳闸、断股断线、倒塔停运等设备运行隐患或事故事件，这些隐患和事故的发生会在很大程度上给电力系统的安全运行造成影响。鉴于此，本文主要对当前高压输电线路覆冰的形成原因、影响因素和危害等进行简要分析，并在此基础上探讨如何有效解决线路覆冰问题，以此来进一步确保电力系统运行的安全性和稳定性。

关键词：高压；输电线路；覆冰；危害；处理措施

输电线路覆冰影响的不仅仅是电力系统的运行，严重的还会导致事故发生，例如绝缘子串闪络和导线舞动等。我国大部分气象台关于输电线路覆冰厚度的取值资料都比较少，厚度取值一般采用现场调查，主要以线路覆冰情况﹑海拔高度和当地居民描述为依据，但是这些都存在着不确定性。输电线路覆冰危害具有发生频率高﹑覆盖面积大﹑持续时间长等特点，这些都严重威胁着电网的安全稳定运行。因此要对输电线路覆冰的特点和原因进行分析总结，进行长期﹑定时观测以便研究，要尽可能更加准确地掌握输电线路覆冰的规律，不断地总结防冰除冰措施，防治冰灾事故的发生。

一﹑线路覆冰机理及影响因素

1 覆冰形成的物理过程

就目前高压输电线路覆冰现状来看，主要是在三个因素的作用下形成的，即温度﹑空气湿度和风速，且只有三者同时达到特定条件，才能够导致覆冰现象的形式，首先，气温要在0℃以下，其次，空气相对湿度要达到85%以上；最后则是风速要大于1m/s。

寒冬或者初春季节，气温下降到-5℃～0℃，风速达到3m/s～15m/s时，如果遇到大雾或者小雨，水滴的直径大，周围气温相对较高，这样水滴的潜热散发就比较慢，输电线路就容易形成雨凇；当气温下降﹑雨雪天气时，雪和冻雨就在粘结强度很高的雨凇冰面上迅速增厚，形成了密度大于0.6g/cm3的比较厚的冰层。如果温度继续下降到-15℃～-8℃，水滴直径较小，周围气温较低，造成水滴潜热能迅速散失，导线外的冰层就形成了雾凇。如果在形成的过程中出现多次晴冷的天气，就会形成混合凇。

2 覆冰的影响因素分析

（1）气象条件。一般来说，大气中的水滴在0℃的时候就会出现冷却现象，被冷却水滴包围住的输电线路一旦与其他冷却水滴相碰撞，就会形成线路表面覆冰。（2）海拔。就同一地区而言，海拔越高的地方，高压线路覆冰现象就越容易发生，相反，海拔较低的地方，覆冰现象则很少发生。每个地区都有起始结冰的海拔高度，称为凝结高度。（3）地形。输电导线覆冰的程度还取决于山脉的走向﹑台地﹑坡向与分水岭﹑江湖水体﹑风口等因素，在山区输电导线覆冰受到地形的影响更为严重。（4）电场强度。输电导线覆冰量的大小与电场强度也具有直接关系，据观察，在电场强度较小的情况下，一旦电场强度发生增加现象，导线覆冰量就会随之增加，但如果电场强度较大，不带电的覆冰量就会比带电导线覆冰量大。除此之外，强电场的作用下输电导线覆冰的密度要比无电场时要小。（5）线路走向及悬挂高度。通过对当前线路覆冰的观察我们可以发现，覆冰较为严重的线路大多都是东西走向，南北走向线路的覆冰则不是很严重。所以，为了避免导线覆冰的现象发生，应该尽可能避免线路呈东西走向布置。其次是悬挂高度，就一个地区来说，悬挂高度越高，越容易覆冰，覆冰也越厚，且多为雾凇。所以，应结合线路应用的实际需求，合理设置悬挂高度。

二﹑线路覆冰的危害

线路覆冰而造成的危害有多个方面，（1）过负载导致杆塔倒塌事故；（2）导线舞动造成相间短路事故；（3）绝缘子串短路造成的接地事故。

三﹑除冰防冰的方法与措施

1 提高输电线路覆冰设防的标准

一方面，在对输变电工程进行设计的时候，应尽量避免在重冰区设置线路，同时，要严格按照系统差异性规划原则，采取针对性的措施将线路覆冰设防标准提高。另一方面，应该根据线路运行的实际环境，采取必要的防冰设施配置，最大限度提高线路的抗冰能力。这样一来，便可以有效避免线路受到覆冰的危害，提高线路运行的安全性和稳定性。

2 加强对易发冰灾区域的监控，建立在线监测系统

为了防范输电线路覆冰现象的发生，对于容易产生覆冰现象的线路，应该根据其所处的位置和线路运行环境，建立科学﹑完善的在线监测系统，通过该系统对线路的运行情况进行实时监测，一旦发现线路存在覆冰的预兆，应及时采取针对性的预防措施，以此来避免冰灾事故的发

生。

3 制定合理有效的融冰方案

在输电线路覆冰的情况下，通常开展除冰作业以避免或降低覆冰对输电线路的危害，其中融冰是一项行之有效的除冰技术措施。融冰技术运用较多的是交流融冰﹑直流融冰和分裂导线融冰。这些技术各有各的特点和优势，实际操作中需根据具体情况采用具体的融冰方式。要深入的分析现有的融冰技术，对易覆冰的线路进行具体的分析，根据电网的特点，研究并制定合理的融冰方案，为冰灾事故时应急预案的及时启动提供支持。

4 建立电网抗冰减灾的应急机制

建立电网抗冰减灾的应急机制是电网安全运行的必要保证，在易覆冰天气条件下要加强设备的巡视和冰情观测，及时消除安全隐患。必要时能够及时启动应急预案，积极应对恶劣的天气。要健全事故抢修机制，在最短的时间内，将事故造成的危害控制到最小范围内。

5 研究覆冰的相关技术，提高抗冰能力

输电线路覆冰的防治要结合覆冰情况，系统的开展输电线路覆冰机理﹑覆冰闪络特性﹑防冰除冰技术等方面的研究，提高输电设备的抗冰能力，为电力系统的安全运行提供保障。